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1、大学物理化学下册(第五版傅献彩)知识点分析归纳-(1)精品文档第八章电解质溶液1.Farad3电解定律的基本内容是什么这定律在电化学中有何用处?答:法拉第电解定律的基本内容是,通电于电解质溶液之后/】)在电极上(两相界面)发生化学变化的物质的量与通人电荷成正比.(2)若将几个电解池申联,通人一定的电荷最后.在各个电解池的电极上发生化学变化的物质的埴都相等.Qf-n=工+祝=之十F根据Faraday定律,通过分析电解过程中反应物在电械上物质的酸的变化,就可求出电荷电的数值.在电化学的定窿研究和电解工业上有重要的应用.工电池中正极,负极、阴极,阳极的定义分别是什么?为什幺在原电池中负极是阳极而正能

2、是阴极?答:给出电子到外电路的电极叫做电池的负板.在外£也窗中电势低.从外电路接受电子的电极叫撇电池的正极,在外电路中电势较高,发生氧化作用的电极称为阳极,发生还原作用的一极称为阴柢原电池的阳慨坦生氧化作用,阴极发生还原作用”内电路的电予由阳极运动到阴极.所以蟆电池的阴极是正极.阳板是负极,3.电解质溶液的电导率和摩尔电殍率与电解成溶液液度的关系有何不同9为什么?答t强电解质溶液的电导率却首浓度的增大而升高f导电粒子数目增多),但大到一定程度以后,由于正、负图F之间的相互作用增大,因而使离子的运动速率降低,电导率反而下降,弱电解质的电导率随浓度的变化不显著,浓度增加电闽度减少.离子数

3、目变化不大.摩尔电导率随浓度的变化与电导率不同,浓度降低.苞子之间相互作用谶弱,正,负离子的运动速率因而增加.故摩尔电导率增加.工怎样分别求强电解质和弱电解质的无限稀释摩尔电导率?为什幺要用不同的方法?答:在低/度下,强电解潘液的摩尔电导率与4成线性关系.朗(1一场在一定温度下,一定电解质溶液来说声是定值,通过作图克线局级坐标的交点即为无限稀稀时潘液的摩尔电导率即外推法.弱电解质的无限格科摩尔电导率示,根据离子独立移动定律,可由强电解质溶液的无限稀相摩尔电导率AM设计求算,不能由外推法求出,由于弱电解质的林溶液在很低浓度下,A.与左不呈直线关系.并且浓度的变化对/U的值影响很大,实验的误爰很大

4、,由实验值近搂求弱电解质的腐很困难.5.离子的摩尔电殍率、离子的迁移速率、窝子的电迁移率和离户迁移数之间有唧些定量美系式?答:定第关系式工m+dE/ai=m-dE或珀=彳离子的电狂移现1r+r-m+"I二.r-._&二Ir+r-m+m一无限稀释强电解质溶液A-A,+A.A;=C«T+()R也在某电解质溶液中若有,种离r存在,则溶液的总电容应该用下列哪个公式表示G=春+卷+1G土?为什么?答双t电解质溶液来说电导。是翼肆电的能力,以】1型电解质溶液为例.收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档G-xA/i料二A*c稀电解质溶液Ag=At+A=+AU)r=A:r+A

5、甫cff4-=力;*c则G+=JE+A/工G.-HGG-n煮+煮-S7.电解质与非电解质的化学势表示形式有何不同?活度因子的表示式有何不同?答:非电解质的化学势的表示形式,州=蔺(D+RTln%.=罐(T)+RTlriun电解质/isC7)+K7'lnfitsT)+ffTlnaV"4三商度因子表示式上非电解质5="然电解质如=口心=鸣.S.为什么要引进离子强度的概念?离子强度时电鼾质的平均活度因子有什么影响?答:在稀溶液中.影响高子平均活度困户人的主要因素是高干的法度和价数.并且离子价数比诰度影响还要更大一些.且价型意高,影响愈大,因此而提出离子强度的概念.时平均活

6、度因子的影响值人-一常数门.9.用DibyHikkM极限公式计算平均活度因子时有何限制条件?在什么时候要用修正的Deb心HikkA公式?答:限制条件为士离子在静电引力下的分布逑从北皿加分布公式,并且电荷密度芍电势之间的关系遵从静电学中的Foissonf泊松)公式.离子是带电荷的圆球,阍干电场是球形对称的,离手不极化,在根输溶液中可看成点电荷.肉子之间的作用力只存在摩仑引力,其相互吸引而产生的吸引能小于它的热运动的能量.在稀溶液中,溶液的介电常数与溶剂的介电浇数相差不大,可以忽略加入电解质后的介电常数的变化若不把离子看作点电荷,节感到离子的宜径,故限公式修正为:jo不论是离子的电进移察不是摩尔电

7、等率,氢离子和氢氧根离子都比其他与之带相同电荷的离f要大得多.试解师这是为什么答:在水溶液中,H+和OH离子的电迁移率和摩尔电导率特别大说明H'和OH-在电场力作用下运动速率特别快,这是因为水溶液具有氢键质子R以在水分子间婷换.电流很快沿着氢键被传号.11-在水溶液中带有相同电荷数的离子,如Li+,MT,K+.RbJ它们的岗子半径依次增大,而迁移速率也相应增大.这是为什么?答;Li+,Na+,KlRb等离子带有相同的电荷.离子半径依次增大,根据修正的Deb?Hik叫公式igy土=-AIz-141+口用口收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档3人随着离子半径的增大而增大.所以溶液中

8、离子溶度增加,迁移速率亦将增加.U影响难溶盐的溶解度主要有哪些因素?试时讫AfiO在下列电解质溶液中的溶解度大小,按由小到大的次序排列出来(除水外,所有的电解质的浓度都是0.1mol-dm).(DNaNQ(2)NaCI(DCuSTA(5jNaBr等:宛响难溶盐的溶解度的主要因素有T共同离子影响,如AgBr在NaBr中的溶解度远小于水中的溶解度.其它电解质的宓响,其它电解质的存在通过影响离子强度.影响难溶盐的活度系数,从而影哨溶解度.溶解度顺序为"2)VC)V(D<(4)V(51.13 .用Pr电极电解一定浓度的CuSO*溺液,试分析阴极部、中部和阳极部溶液的颤色在电解过程中枸何

9、变化?若都改用Cu电报.三部溶液颜色变化又将如何?售出是情性电极,阴极部溶液中CW被还原生成Cu*溶液中Cua+的浓度变小.颇色变淡,阳钺部常液中C/一向中部迁移,糠色变淡,中部的颜色在短时间内基本保持不变.用C"微电极时,阴极部的蠲色变淡.中部基本不变,阳根部颜色变深.14 .什么叫陶子就?电善理论说明了什么问题?答:溶液中一个离子鄢被电荷符号相反的离子所包圉.由FW子间的相互作用使得离户分布不均划从而形成离子氨.DebyHuckdOnager电导理论说明,电解质溶液的摩尔电导率与离子间相互作用、离子的性质、府子本身结构和溶剂能力以及介质的介电常数都有关系.第九章1 .可逆电极有哪

10、些主要类型?每种类型试举一例,并写出该电极的还原反应。对于气体电极和氧化还原电极在书写电极表示式时应注意什么问题?答:可逆电极有三种类型:(1)金属气体电极如Zn(s)|Zn2+(m)Zn2+(m)+2e-=Zn(s)(2)金属难溶盐和金属难溶氧化物电极如Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(m),AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl-(m)(3)氧化还原电极如:Pt|Fe3+(m1),Fe2+(m2)Fe3+(m1)+e-=Fe2+(m2)对于气体电极和氧化还原电极,在书写时要标明电极反应所依附的惰性金属。2 .什么叫电池的电动势?用伏特表侧得的电池的端电压与电池的电动势是否相同?为何在测电

11、动势时要用对消法?收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档答:正、负两端的电势差叫电动势。不同。当把伏特计与电池接通后,必须有适量的电流通过才能使伏特计显示,这样电池中发生化学反应,溶液浓度发生改变,同时电池有内阻,也会有电压降,所以只能在没有电流通过的情况下才能测量电池的电动势。3 .为什么Weslon标准电池的负极采用含有Cd的质量分数约为0.040.12的Cd-Hg齐时,标准电池都有稳定的电动势值?试用CdHg的二元相图说明。标准电池的电动势会随温度而变化吗?答:在CdHg的二元相图上,Cd的质量分数约为0.040.12的Cd-Hg齐落在与CdHg固溶体的两相平衡区,在一定温度下Cd

12、Hg齐的活度有定值。因为标准电池的电动势在定温下只与CdHg齐的活度有关,所以电动势也有定值,但电动势会随温度而改变。4 .用书面表示电池时有哪些通用符号?为什么电极电势有正、有负?用实验能测到负的电动势吗?答:用|'"表示不同界面,用“|”表示盐桥。电极电势有正有负是相对于标准氢电极而言的。不能测到负电势。5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst方程计算电极的还原电势?5 .电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst方程计算电极的还原电势?答:电极电势不是电极表面与电解

13、质溶液之间的电势差。单个电势是无法测量RTv。的。用Nernst方(程逃行计算占Red)一1naBZFb收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档6 .如果规定标准氢电极的电极电势为1.0V,则各电极的还原电极电势将如何变化?电池的电动势将如何变化?答:各电极电势都升高1,但电池的电动势值不变。7 .在公式ArGm®=-zE®F中,ArG®是否表示该电池各物都处于标准态时,电池反应的Gibbs自由能变化值?答:在公式ArG?=-zE®F中,ArG0表示该电池各物都处于标准态时,在T,p保持不变的条件下,按电池反应进行1mol的反应时系统的Gibbs自由

14、能变化值。8 .有哪些求算标准电动势E0的方法?在公式中,E6是否是电池反应达平衡时的电动势?K0是否是电池中各物质都处于标准态时的平衡常数?rGmRTcE,E,ElnK答:求算标准电动势E的方法较多,常用的有:zFzFE公式/lnKzF是由ArG0联系在一起,但E0和处在不同状态,E0处在标准态,不是平衡态(在平衡态时所有的电动势都等于零,因为Ari等于零)。K0处在平衡态,而不是标准态(在标准态时平衡常数都等于1)。9 .联系电化学与热力学的主要公式是什么?电化学中能用实当测定哪些数据?如何用电动势法测定下述各热力学数据?试写出所设计的电池、应测的数据及计算公式。答:联系电化学与热力学的主

15、要公式是:ArGM-zEF,ArG®=-zE°FE电化学中用实验能测定E,Epo用电动势法测定热力学数据的关键是能设计合适的电池,使电池反应就是所要求的反应,显然答案不是唯一的。现提供一个电池作参考。(1) .H2。(1)的标准摩尔生成Gibbs自由能AfG®(H2O/);电池:Pt|H2(pH2)|H+或OH(aq)|O2(pO|Pt收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档净反应:H2(p°)+1/202(p0)=H20(1)AfGn0(H2O,1)=-zE0F(2) .H20(1)的离子积常数K;电池:Pt|H2(pH2)|H+(ah+)|OH-

16、(aoH-)|H2(pH矶Pt净反应:±0(1)?H+(ah+)+OH-(aoH-)zEFKwexpRI(3)Hg2S0(s)的活度积常数Ksp0;电池:Hg(1)|Hg22+(aHg22+)|S0j(asoj)|Hg2S0(s)|Hg(1)净反应:Hg2S0(s)=Hg22+(aHg22+)+SQ2-(asoj)|/zEFKspexpRI(4)反应Ag(s)+1/2Hg2cL(s)-AgC1(s)+Hg(1)的标准摩尔反应始变AH0;电池:Ag(s)|AgC1(s)|C1-(aC)|Hg2c12(s)|Hg(1)净反应:Ag(s)+1/2Hg2c12(s)一AgC1(s)+Hg(1

17、)ArGn=-ZEF=ArHn-TASrHm=-zEF+zFTTp(5).稀的HCI水溶液中,HC1的平均活度因子Y士;电池:Pt|H2(p0)|HCl(m)|AgCl(s)|Ag(s)净反应:H2(p0)+AgCl(s)=H+(ah+)+C1-(aci-)+Ag(s)RTahaCIRTmEE1nH1C1E1nzFa2zFmaH2(6)Ag20(s)的标准摩尔生成始AH0和分解压。电池:Ag(s)+Ag20(s)|0H-(ao-)|02(p0)|Pt净反应:Ag20(s)-1/202(p0)+2Ag(s)收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档rHmzEFzFT-ETpfHmAg2O,Sr

18、Hm12ePo2zEFKpexppRT(7) .反应HgCl2(s)+H2(g)-2HCl(aq)+2Hg(l)的标准平衡常数Y;电池:Pt|H2(p0)|HCl(aHci)|Hg2cl2(s)|Hg(l)Kaexp"RT(8) .醋酸的解离平衡常数电池:Pt|H2(p0)|HAc(mHAc),Ac-(mAe-),Cl-(aCl-)|AgCl(s)|Ag(s)净反应:AgCl(s)+H2(p0)一H+(aH+)+Cl-(aCl-)+Ag(s)RT|aHaClln1zFaH:mHmHAc?HAc_/aHaAcKaaHAc10 .当组成电极的气体为非理想气体时,公式ArG=-zEF是否成

19、立?Nernst方程能否P2rGm=Vdp使用?其电动势E应如何计算?"答:因为是非理想气体,所以先计算电池反应的ArG,公式中代人非理想气体的状态方程。然后根据ArGn与电动势的关系,计算电动势ArG=-zEF公式和Nernst方程能使用。11 .什么叫液接电势?它是怎样产生的?如何从液接电势的测定计算离子的迁移数?如何消除液接电势?用盐桥能否完全消除液接电势?收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档答:在两种含有不同溶质的溶液界面上,或者两种溶质相同而浓度不同的溶液界面上,存在着微小的电位差,称为液体接界电势。产生的原因是由于离子迁移速率的不同而引起的。用盐桥只能使液接电势降

20、到可以忽略不计,但不能完全消除。12 .根据公式hzEFzFT-E-,如果为负值,则表示化学反应的等rmTpTp压热效应一部分转变成电功(-zEF),而余下部分仍以热的形式放出因为zF正丁SQr0。这就表明在相同的始终态条件下,化学反Tp应的ArH版电池反应进行的始变值大(指绝对值),这种说法对不对?为什么?答:不对,H是状态函数ArHj勺值只和反应的始终态有关,而和反应的途径无关,不管反应经历的是化学反应还是电池反应,始终态相同时ArHn值是相同的。但两种反应的热效应是不一样的。第十章电解与极化作用收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档1,什么叫分解电压?它在数值上与理论分解电压(即原

21、电池的可逆电动势用何不同?实际操作时用的分解电压要克服那几种阻力?答;分解电压是使某电解质溶液能连续不断发生电解时所必需的最小外电压,从理论上讲,分解电压等于原电池的可逆电动势,但实际上,分解电压大于可逆电压.分解电压应克服相应原电池的电动势,电极极化效应及体系电阻引起的电势辞表示为:E分解=E耳迎+AE零可设+1R.工产生极化作用的原因主要有哪几种?原电池和电解池的极化现象有何不同?答:产生极化作用的主要原因是电化学极化和浓差极化,电解时,电流密度愈大.超电势愈大,外加电压也要增大,所消耗的能量越多.原电池放电时,有电流在电极上通过麻触流密度增大.由于极化作用,正相比可逆电势愈来愈小.负极比

22、可逆电势越来越大,原电池的电动势逐渐减小,它雕作的电功逐渐减小3,什么叫超电势?它是怎样产生的?如何降低超电势的数值?备把某一电流密度下的电势”黑与阴屹间的差值称为超电势、超电势产生的雕有,电化学极化却浓差极化,及电解过程中,在电极表面形成一层,化膜或其它物质,从而对电流的通过产生阻加电阻超电势),在外加电压不太大的情况下,把溶液剧烈搅动可以降低浓差极化,但由于电极袤面扩散层的存在,不可能把浓差极化完全除去,除此之外,还可以加入去极化剂和减小体系的阴值R来降低超电势的值.工析出电势与电极的平衡电势有何不同?由于超电势的存在,使电解池阴渊极的析出电势如何变北?使原电池正、负极的电极电势如何变化?

23、超电势的存在有何不利和有利之处?售油于超电势的存在*使得海庸版=钟闻堂+悯收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档一定电流密度卷个电极的实际析出电势等于逆电势加上或减去电梭超电翱部电势使得电懈池的阴田两极循电流密度的增大,阳极更正.阴报更负.外加电压变大闰髭电劫增耗而原电池的阳破融苕电源密度的增加而变小阴极的电铸塔大,总体上原电池的电动铸减小所作的电动减小,从能M消耗上讲.无论原电池或是电解池.糙化作用都是不利的,但超电势也可以利用,如极谱分析.就是利用裱差根化来分析的一种方法.色件么叫氧超电势?为电势可哪此但索行美4如何计算辄据电势?氯超电势的存在对电辆过程有何利弊?答:氢超电势:由r电

24、极摄化,某电流密度下氢的电势港可巡与的巡之间的郎值.-般凡在电报上析出的超电势很大.氢邮电势与电极材料.溶液组成、电极表曲状态及实脸温度讦关.1905lafel梃出经舱公式彳j+川甘(”j)电解制注.由于H超电势的存在,使得电解时需要更多消耗能量.电漉效率降低.仃利的越疗在于.某些生产过程.如湿法冶金.电浦精炼,应用高制电势的金属作阴极抑制产生乳7的副反应也可以利用H超电势.使得本来在H之后阴极上还好的反应,也能顺利地在阴极进行.京在电解时,阴.阳离子分别在、阳梃上放电.其放电先后次序有何规律?歆使不同的金属离子用电斛方法分离,需控制什么条件。答:电解时,还整电势愈证,在阴极L.其班化态愈先还

25、埠而析出,在阳极还原电势愈负者.还纪态无置化而析出.控制外加电压的大小.可使具有不同的析出电势的金属离子分步析出而得以分寓.7.金属电化学腐油的机理是什么?为什么帙的耗乳喉蚀经析氯腐浊空严币银等母为什么粗辟(粗领主要是。小履等)经纯捽在稀HtSCL溶液中反应得更快答:金属表面与介质(电解液等)接触时,形成原电池而发生电化学作用而引起的腐曲叫电化学腐慎机理是进行原电池的电化学作用'吸辄腐蚀的,)h+Uf=1.2雷丁比析氢腐饨的网比大得垄,即伊4与聃。十限的原电池电势相比,眄VH,叫口与|F组成的电池电动势小得多所以有氧气存在时旌的腐饨更严氢纯锌在稀HSU中发生化学腐浊而含Cu.Fe的粗锌

26、除发生化学腐蚀外,还要发生电化学腐浊,所以在稀AHL中粗锌腐性较快.民在铁镭里放点水.哪个部位最先出现铁锈中为什么?为什么海轮要比江轮果取更有效的防腐措施?答:水面附近的部位先出现铁镌因为水面以下部分是析氨腐便、水面附近含有C与H,发电吸钝牖蚀,吸氧腐油比析氢腐过容易发生.海水中含汽电解质.容易发生电化学腐蚀.所以海轮比江轮采取更有效的防腐措施.几比莪钝锌铁与镀锡铁的防腐效果?一旦铺层有损坏.阑种锹层对铁的防腐效果有何不同?答:在镀层完整时,两种保护层并无原则上的区别.但当铺层损坏或不完整时,簸锌帙的防腐效果好于痴得钦.一旦微层损坏诩保护房作为阳板与F<'构成原电池.从而加速孰的

27、腐蚀.但钾保护层会作为阳极先赧惭蚀,从而保护羟不受腐蚀,直到保护层被完全腐蚀.*L金属防腐王要有哪些方法?这此防腐方法的原理有何不同"答金属防腐有以下方法工非金属保护,2金属保护区阴极保护11阳廉保护收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档产.保护器保护电化学保护jb.阚机电保护口阳极电保护加缓蚀剂保护钝化保护.II.化学电源七矍有哪几类?常用的爵电池有哪几种中各有何优缺点P我就蛾料电池有何优缺点?答:化学电原可以分为:一次电池,二次电池及燃料电池常用蓄电池有r酸式铅善电池减式蓄电池A岂一加蓄电池金属氨化物一慑电池冲或CdN:电池铅建电池组史最早,较成熟、价廉、质量大、保养要求严

28、格,易损坏.锦蓄电池能够经受制烈振动,比较经得起放电,保藏维护要求不高质地轻,低温性能好.结构复杂,制造费用高.Ag?fi蓄电池电位质量、电位容盘所蓄电能高、能大电流放电.经受机械旅朗,费用品设“使用寿命短,解料电池的优点t能量转换率高,减少大气污酹、比能量高、高度的稳定.缺点是,使用电极材料贵更电解液的腐曲性比较强等.I工试述电解方法在工业上有哪些应用,并举例说明之.答:港解制备金属寓于的分高电簸污水处理铝及其合金的电化学辄化和表面着色.第十一章1.请根据质量作用定律写出下列基元反应的反应速率表示式(试用各种物质分别表示)。A+B=2P(2)2A+B=2PA+2B=P+2S(4)2Cl+M=

29、Cl2+M1ridAdtdBdt1dP2dtk2AB1dA2上2dtdt1dP2dt2k3AB33dAdt1dB2dtdPdt1dS2dt2k3AB收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档1dCldMdCI2dM24r4-k3ClM2dtdtdtdt2.零级反应是否是基元反应?具有简单级数的反应是否一定是基元反应?反应Pb(C2H5)4=Pb+4GH5,是否可能为基元反应?零级反应不可能是基元反应,因为没有零分子反应。一般是由于总反应机理中的决速步与反应物的浓度无关,所以对反应物呈现零级反应的特点。零级反应一般出现在表面催化反应中,决速步是被吸附分子在表面上发生反应,与反应物的浓度无关,反

30、应物通常总是过量的。基元反应一定具有简单反应级数,但具有简单级数的反应不一定是基元反应,如H2(g)+I2(g)=2HI(g)是二级反应,但是一个复杂反应。Pb(C2H5)4=Pb+4GH5,不可能是基元反应。根据微观可逆性原理,正、逆反应必须遵循相同的途径。基元反应最多只有三分子反应,现在逆反应有五个分子,所以逆反应不可能是基元反应,则正反应也不可能是基元反应3.在气相反应动力学中,往往可以用压力来代替浓度,若反应aKP为n级反应式中kp是以压力表示的反应"各,kc及是A的分压。r所小雏可看推理想气体时,adtadt1-n请证明kp=kc(RT)0aAP若A为理想气体,则有A巫RT

31、1dA11dpA_PakcadtaRTdtRTdA1dpAdtRTdt1dpAadtnkc襄RTkppART1nkD<RTpc4.对于一级反应,列式表示当反应物反应掉1/n所需要白时间t是多少?试证明一级反应的转化率分别达到50%,75%,87.5淅需的时间分别为t1/2,2t1/2,3t1/2收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档11对于一级反应,其定积分的一种形式为tlnki1y-1工"t、-一.1.11.n现在y=1,则需要时间的表示式为tu丁1n彳忆1n二nn、11n当y0.5时,t121|n±-=生2k1121k1,1,34In4o+当y0.75时,t

32、34匕1n341R2t12当y0.875时,t78-In-8-则3t12k1781k15.对反应AP,当A反应掉3/4所需时间为A反应掉1/2所需时间的3倍,该反1n1n应是几级格甲?aA反应掉3/4所需时间为A反应掉1/2所需时间的5倍,该反应是kn1几级反应?请用计算式说明。,一,1对于ab二级反应,:x=a时,时间为3212当x=3a时a时用为t3j4,代队上式3344k21ka13113aaat_23_12k312ka212t12,112aaat21t12k21ka13313a-aa4上34k312ka2所以,对a=b的二级反应,t3/4=3t1/2。同理,对a=b=c的三级反应t3/

33、4=5t1/2。6 .某一反应进行完全所需时间是有限的,且等于C0/k(c0为反应物起始浓度),则该反应是几级反应?零级7 .请总结零级反应、一级反应和二级反应各有哪些特征?平行反应、对峙反应和连续反应又有哪些特征?零级反应:cat作图为直线,斜率为k0,k。的量纲为浓度北时间-1,t1/2=a/2k0.一级反应:lncAt作图为直线,斜率为-k1,k1的量纲为时间-1,t1/2=ln2/k1.收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档二级反应:1/CAt作图为直线,斜率为k2,k2的量纲为浓度卜1时间-1,t1/2=1/k2a8 .某总包反应速率常数k与各基元反应速率常数的关系为k=k2(

34、k1/2k4)1/2,则该反1应的表观活化能Ea和指前因子与各基元反腐活A育细指向因子的关系如何?2A1EaEa,2万Ea,1Ea,49 .某定容基元反应的热效应为100kJmol-1,则该正反应的实验活化能Ea的数值将大于、等于还是小于100kJmol-1,或是不能确定?如果反应热效应为-100kJ-mol-1,则E的数值又将如何?对于吸热反应,Ea大于等于100kJmol-1;对于放热反应,E值无法确定。10 .某反应的Ea值为190kJmol-1,加入催化剂后活化能降为136kJmol-1。设加入催化剂前后指前因子A值保持不变,则在773K时,加入催化剂后的反应速率常数是原来的多少倍?根

35、据Arrhenius经验式k=A(-Ea/RT),设加了催化剂的速率常数为k2,未加催化剂的速率常数为匕,代人相应的数据后相比,得小三幽侬8.4k1RTRT义4458k1可见,加入催化剂可以明显地提高反应速率11 .根据van'tHoff经验规则:"温度每增加10K,反应速率增加24倍"。在298308K的温度区间内,服从此规则的化学反应之活化能值Ea的范围为多少?为什么有的反应温度升高,速率反而下降?因为活化能的定义可表示为Ea=RT(dlnk/dT)1当取温度的平均值为303K,dlnk/dT=0.2时,Ea=152.7kJ-mol。同理,当dlnk/dT=0.

36、4时,E=305.3kJmol-1。活化能大约处于这范围之内。收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档对于复杂反应,如果有一步放出很多热,大于决速步的活化能,或激发态分子发生反应,生成处于基态的生成物,表观上活化能是负值,所以有负温度系数效应,反应温度升高,速率反而下降。这种反应不多,一般与NOm化反应有关。12 .某温度时,有一气相一级反应A(g)2B(g)+C(g),在恒温、包容条件下进行。设反应开始时,各物质的浓度分别为a,b,cl棺里虎匪力为p0,经t时间及当A完全分tpPt解时的总压力分别为pt和P、试推证该分解反应的速率常数为A(g)-2B(g)+C(g)t=0P000p总=p

37、ot=tpA=p0-p2pppt=p0+2pt=oo02p0p0p-=3p0r=-dpA/dt=kppApA=p0-p=1/3ps-1/2(pt-p0)=1/3P-1/2(pt-1/3ps)=1/2(p-pt)pptdpA1tk11npp0代入速率方程,进行定积分pp0式13kp0dtt1IpAt式中k=1/2kp,是表观速率常数。13 .已知平行反应A-B和KC的活化能分别为&1、&2,且Ea,1>Ea,2,为提高B的产量,应采取什么措施?措施一:选择合适的催化剂,减小活化能&1,加快生成B的反应;措施二:提高反应温度,使k1的增加量大于k2的增加量,使B的含量

38、提高。14 .从反应机理推导速率方程时通常有哪几种近似方法?各有什么适用条件?从反应机理推导速率方程时通常有稳定态法,控速步近似和平衡态假设。稳态法适用于反应历程涉及中间态产物反应活性高,在反应系统中的浓度很小的情况,控速步近似适用于当反应涉及几个步骤时,其中一步的速率比其它各步的速率小得多的场合,收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档而平衡假设适用于其中一步比其它各步速率大,该反应涉及的物质的浓度可以认为是处于的平衡的浓度。第十三章1 .比表面有哪能几种表示方法?表面张力与表面Gibbs自由能有哪些异同点?答:A)=As/m或A=As/V;表面张力又可称为表面Gibbs自由能,二者数值

39、一样。但一个是从能量角度研究表面现象,另一个是从力的角度研究表面现象;故二者物理意义不同;单位不同。2 .为什么气泡、小液滴、肥皂泡等都呈圆形?玻璃管口加热后会变得光滑并缩小(俗称圆口),这些现象的本是什么?用同一滴管滴出相同体积的苯。水和NaCl溶液,所得的液滴数是否相同弯曲液面有附加压力,其最终会将不规则的液面变为圆形或球形;球形表面积最小,表面自由能最低,最稳定;不相同。3 .用学到的关于界面现角的知识解释以下几种做法或现象的基体原理:人工降雨;有机蒸储中加沸石;多孔固体吸附蒸气时的毛细凝聚;过饱和溶液,过饱和蒸气,过冷液体等过饱和现象;重量分析中的“陈化”过程;喷洒农药时,为何常常在农

40、药中加入少量表面活性剂这些现象都可以用开尔文公式说明,、是新相刚形面时的体积小,曲率半径小,对与之平衡的旧相有更加苛刻的条件要求。多孔固体吸附蒸气时,被吸附的气体的液相对毛细管是润湿的,其曲率半径小零,当气体的分压小于其饱和蒸气收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档压时,就可以发生凝聚。喷洒农药时,在农药中加入少量表面活性剂,可以降低药液的表面张力,使药液在叶面上铺展。4 .在三通活塞的两端涂上肥皂液,关断右端通路,在左端吹一个大泡,然后关闭左端,在右端吹一个小泡,最后让左右两端相通。试问当将两管接通后,两泡的大小有何变化?到何时达到平衡?讲出变化的原因及平衡时两泡的曲率半径的比值。小球

41、更小,大球更大;最后小泡变成一个与大泡曲率半径相同的弧;由于小泡的附加压力大,所以大泡变大,小泡变小,最后使两泡的曲率半径相同5 .因系统的Gibbs自由能越低,系统越稳定,所以物体总有降低本身表面Giibs自由能的趋势。请说说纯液体、溶液、固体是如何降低自己的表面Gibbs自由能的。纯液体:缩小液体表面积;溶液:表面与本相中溶质的浓度不同;固体:吸附作用。6 .为什么小晶粒的熔点比大块固体的熔点低,而溶解度却比大晶粒大?根据开尔文公式由于表面张力的存在,小晶粒的附加压力大,它的化学势相对较高,所以小晶粒的熔点比大块固体的熔点低,而溶解度却比大晶粒大。7 .若用CaCs)进行热分解,问细粒Ca

42、CQs)的分解压(pO与大块的CaCQs)分解压(P。原相比,两者大小如何?试说明为什么?答:小颗粒的CaCO分解压大。因为小粒的附加压力大,化学势高。收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档dC:=-RTillK?5%正出于椁),QC:=(CdO)+AfG(CO-ifG(CaCOJ热力学数据表上的A:股指大颗粒而言的,根微小的CKO<s)粒子有比较大的表面能,因而使A;C:变小,£,变大,故户"也变大,8 .设有内径一样大的a、b、c、d、e、f管及内径比较大的g管一起插入水中(如图所示),除f内壁涂有石蜡外,其余全是洁净的玻璃管,若a管内液面升高为h,试估计其

43、余管内的水面高度?若先将水在各管内(c,d管除外)都灌到h的高度,再让其自动下降,结果又如何?b管垂直高度为h,c管调整表面曲率半径但不溢出,d管不溢出,e管高度为到扩大部分为止,但上去后不会下降仍然为hf管将下降为凸液面,g管为1/n倍ho9 .把大小不等的液滴(或蔡粒)密封在一玻璃罩内,隔相当长时间后,估计会出现什么现象?小液滴消失,大液滴更大。弯曲液面所产生的附加压力将使液体在以小液滴形式分散存在时比大量聚集存在时具有更大的饱和蒸气压。10 .为什么泉水和井水都有较大的表面张力?当将泉水小心注入干燥杯子时,水面会高出杯面,这是为什么?如果在液面上滴一滴肥皂液,会出现什么现象?因为泉水和井

44、水溶有较多的离子,根据溶质对表面张力的影响规律,有较大的表面张力;当将泉水小心注入干燥杯子时,水面会高出杯面,这是因为水的表面张力的收缩作用。如果在液面上滴一滴肥皂液,液面将降低。收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档11 .为什么在相同的风力下,和海面的浪比湖面大?用泡沫护海堤的原理是什么?(1)海水中有大量盐类,表面张力比湖水大,可以形成较大的浪花(如较大的表面张力液滴大)。(2)形成泡沫的物质可以使水的表面张力降低,水的凝聚力减小,对堤坝的冲击力降低。12 .如果某固体的大粒子(半径为Ri')在水中形成饱和溶液的浓度为ci,微小粒子(半径为R')在水中形成饱和溶液的

45、浓度为C2,周一液界面张力为丫s-l.试证明饱和溶液浓度与曲率半径的关系式为,C22s|M1In丁C1RTR2式中M为该固体的摩尔质量,为其密度S,T,R大粒子与其溶液成平衡时小粒子与其溶液成平衡时Ts,T,P2c2RTIn两溶液的化学势之差C12g|M两粒子的化学势之差一丁IC22sIM11InGRTR2R13.什么叫表面压?如何测定它?它与通常的气体压力有何不同?表面压为纯水的表面张力与膜表面张力之差。可以用膜天平进行测定;与通常的气体压力不同的是它是二维压力。R1s,T,PRTInCs,T,pC2RTIn-2C收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档14 .接触角的定义是什么?它的大

46、小受哪些因素影响?如何用接触角的大小来判断液对固体的润湿情况?接触角为在气液周三相交接处,气-液界面与固-液界面之间的夹角,具大小由三种界面张力的相对大小决定;接触角为零,液体在固体表面铺展,小于90°液体能润湿固体,大于90°,不能润湿。15 .表面活性剂的效率和能力有何不同?表面活性剂有哪些主要作用?表面活性剂的效率:使水的表面张力下降到一定值时所需表面活性剂浓度。表面活性剂的能力:表面活性剂能使水的表面张力下降的程度(又称有效值),两种数值常常相反。表面活性剂有润湿、气泡、乳化、增溶、洗涤作用。16 .什么叫吸附作用?物理吸附与化学吸附有何异同点?两者的根本区别是什么

47、?固体的表面有剩余的力场,使气体分子可以在固体的表面相对的浓集,这种作用中吸附作用。P360二者的根本区别在于吸附力的不同。17 .为什么气体吸附在固体表面一般是放热的?而确有一些气-固吸附是吸热的(H2(g)如在玻璃上的吸附),如何解释现象?由于吸附总是自发过程,故aG<0,气体在固体表面被吸附,固体不变,体系S<0,在等温下,由H=AG+TAS;,可推AHV0,故吸附一般放热。当有气体原子解离发生时有化学键的改变,使有些化学吸附的嫡变大于零,这样吸热吸附的情况下,也可以使AG小于零收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档18 .试说明同一个气固相催化反应,为何在不同的压力下

48、表现出不同的反应级数?请在符合Langmuir吸附假设的前提下,从反应物和产物分子的吸附性,解释下列实验事实:NH(g)在金属鸨表面的分解呈零级数反应的特点;NO(g)在金表面的分解是一级反应;H原子在金表面的复合是二级反应;NH3(g)在金属铝的分解速率由于(g)的吸附而显著降低,但尽管表面被N(g)所饱和,但速率不为零。由于系统压力大小决定反应物在催化剂表面的吸附快慢与强弱,因而决定反应速度,体现在速率方程上,就是反应级数不同。由于反应物在表面的吸附很强,在分压很小时,达到饱和吸附,反应速率与分压无关;20(g)在金表面的吸附较弱,其分解呈一级反应;H原子在金表面的吸附为弱吸附,复合时被吸

49、附H的和气相H的反应而复合,是二级反应;N2(g)在在金属铝表面的吸附为强吸附,可以形成饱和吸附,但即是饱和吸附时,仍有NH的吸附,NH分解速率不为零19 .为什么用吸附法测定固体比表面时,被吸附蒸气的比压要控制在0.050.35之问?BETR附公式与Langmuir吸附公式有何不同?试证明BET公式在压力很小时(即时p<<ps)可还原为Langmuir吸附公式。因为压力过小时,建立不起来多层吸附平衡,在压力过大时,可能产生毛细管凝聚,吸附量不代表多层吸附平衡时固体表面所对应的吸附量。BET1附公式与Langmuir吸附公式都是理想的吸附公式,而Langmuir吸附公式是单层吸附公

50、式,BET公式是多层吸附公式。20 .如何从吸附的角度来衡量催化剂的好坏?为什么金属锲既是好的加氢催化剂,又是好的脱氢催化剂?收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档良好的催化剂应该具有适中的吸附与脱附性能。催化剂的活性与反应物在固体表面的吸附强度有关,只有合适的吸附强度,其催化活性才大。催化剂即可以加速正向反应,又能加速逆向反应,所以金属锲既是好的加氢催化剂,又是好的脱氢催化剂第十四章1 .用A&S与略过量的HS制成的硫化种A&S溶胶,试写出其胶团的结构式。用FeCla在热水中水解来制备Fe(OH)a溶胶,试写出Fe(OH)a溶胶的胶团结构。HS是弱酸,考虑它做一级电离:

51、(As2&)m-nHS(n-x)H+x-xH+Fe(OH)3mnFeO(n-xCl-)x+xCl-2 .在以KI和AgNO为原料制备溶月$时,或者使KI过量,或者使AgNOS量,两种情况制得的AgI溶胶的胶团结构有何不同?胶核吸附稳定离子时有何规律?使KI过量时,胶团带负电,AgNO过量时,胶团带正电。按照法杨斯规则,能和胶核形中离子成不溶物的离子优先被吸咐。3 .胶粒发生Brown运动的本质是什么?这对溶胶的稳定性有何影响?胶粒发生Brown运动的本质是溶剂分子的无规则运动和溶剂分子对胶粒的不断碰撞。Brown运动一方面可以使溶胶稳定,另一方面过于剧烈或过于缓慢的Brown运动会使溶

52、胶聚沉。4 .Tyndall效应是由光的什么作用引起的?其强度与入射光的波长有什么关系?粒子大小范围在什么区间内可以观察到Tyndall效应?为什么危险信号要用红灯显示?为什么早霞、晚霞的色彩特别鲜艳?Tyndall效应是由光的散射作用引起的,其强度与入射光波长的四次方成反比。当粒子的尺度落在胶粒的范围内时,可以观察到Tyndall效应。危险信号要用红灯显收集于网络,如有侵权请联系管理员删除精品文档示是因为红光的波长长,不易被空气中的尘粒子反射,早晨和晚上时,空气中的湿度大,水蒸气的液珠对阳光的红光产生了散射作用。5 .电泳和电渗有何异同点?流动电势与沉降电势有何不同?这些现象有什么应用?电泳是在电场的作用下,胶粒相对于介质移动,而电渗是在电场作用下,介质相对于胶粒移动。流动电势是介质相对于胶粒移动产生电场,而沉降电势是由于胶粒相对于介质移动产生电场。这些现象在实践中有重要应用(可参考相关书籍)6 .在由等体积的0.08moldm3的KCl和0.10mold

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